摘要：随着社会经济的不断发展，人们的生活水平逐渐提高，各行各业在发展过程中也逐渐增加了对电能的需求。10kV配电网中的配电线路是输送电的主要途径，在目前电力供应紧张的形势下，配电线路的安全问题不断涌现，配电线路一旦出现故障就会降低供电的效率，降低配电网运行的安全性和稳定性。因此，要积极探索出有效的配电线路故障自动定位与隔离技术，不断消除配电线路中的故障，确保供电的可靠性和稳定性。鉴于此，对10kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离技术进行了分析。
关键词：10kV配电网；配电线路故障；自动定位；隔离技术
一、10kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离系统
1.1故障自动定位系统
10kV配电网配电线路的故障定位主要对故障信息进行全面检测并采集，根据采集结果对发生故障的地理位置和馈线进行全面判断。在当前形势下，故障点定位主要采用线路故障指示器和线路FTU两种方法。线路故障指示器可以对故障点进行分段定位，但是大部分都没有自动定位的操作功能，一旦配电线路发生故障后，就无法在第一时间完成自动化的定位，需要相关的专业人员上前进行排查和维修，耗费了大量的人力、时间。而线路FTU具有自动定位功能和隔离技术，但是该技术的投资成本相对于前者比较高，在一些偏远的山村无法大力推广。经过研究发现，线路故障监测技术包含故障指示器、GPRS通讯技术的特点，可以对配电线路的故障进行迅速定位，准确找到故障点，而且应用过程中的操作成本也非常低，值得推广。
配电线路故障定位系统主要应用在相间接地短路故障点和单相接地短路故障点的检测中，在故障指示器中启动，显示灯为红色，而且还会发出无线调制编码的信息。在线路上，信息会直接被IPU所接收，并根据实际情况制定完善的解调解码进行实施，之后综合地址信息和编码信息，将综合内容进行发射。监控中心中的数据处理系统和转发系统，在接受IPU所发出的信息后同样会制定完善的解调解码并合理化的实施。解调工作结束之后，会将相关信息数据发送给通讯主站，再次实施解码调试，调试后，监控中心的计算机会接收到由104接口所传送的信号，并利用计算机给予综合性的处理，对错误的数据进行纠正，判断运算的逻辑性等，并将故障通路定位在电子地图中进行标记，利于检修人员直接根据标记点进行判断、分析，用有效的方法进行处理，极大提高检修人员的工作效率。
1.2故障自动隔离技术
采用故障自动定位系统虽然可以对故障区段进行快速、自动定位，但无法将故障点进行隔离，线路一旦发生故障后就会造成全段线路出现故障、停电的现象。目前，解决故障隔离点主要的方法是采用馈线自动化开关。在实际工作的过程中，配电网一旦发生故障，可以将配电子系统严格按照电源干线的远近对故障进行划分，在故障区，将两侧的开关打开，隔离故障点，再由检修人员对故障点进行及时排查。在故障上游区，发生故障后，上溯到电源干线，将电源干线的断路器进行合闭，该区段就可以立即恢复供电；在故障下游区，将电源干线的断路器进行合闭，由于该故障点的段路已经被阻隔，所以无法及时恢复用电，这个时候可以通过利用联络开关，恢复供电。通过采用该种解决方法，可以有效隔离线路的故障点，由相关人员进行及时检修，在缩短故障处理时间的同时还可以提高检修人员的工作效率。
二、工程实例分析
在2019年，某地区以该地区10kV线路的负荷密集程度和长度为依据，将馈线自动化开关安装在两座变电站的四条线路上，且馈线自动化开关具有隔离线路故障的特点。以10kV变电站的两条线路为研究对象，线路馈线自动化如图1所示。
线路馈线自动化系统的组成部分包括柱上真空负荷开关、电源变压器、故障搜查器。线路一旦发生瞬时性故障，变电站的开关就会自动跳闸，柱上真空负荷开关在检测的过程中，如果发现线路没有电，也会自动分闸，数秒后变电站的开关就会自动合闸；如果所检测得到的线路有电，延迟数秒后就会自动合闸。当其中一段线路发生永久性故障，侧开关和柱上真空负荷开关与瞬时性故障的动作一致，当跳闸5s后，会自动合闸，对于正常段的柱上真空负荷开关，在检测的过程中如果发现有电合闸，故障段会停止合闸，这样就可以自动隔离故障点。例如：在图1中，以E点主线故障为例，G、F段为故障的上游区，D段为下游区，E点发生故障后，开关2呈合上状态，G、F段就可以恢复；开关3合上，D段就可以直接恢复供电。对于配电网的故障类型，E点发生瞬时性短路故障，则B线的开关2就会跳闸，4、5、6号开关就会全部失压、断开。3号开关属于联合性开关，从失电到启动进行计时，在5s之后，开关2就会自动闭合，失压断开的开关就会自动延迟，延迟数秒之后会按照级别进行关闭，3号开关会在特定的时间内对两侧的电压进行检测，进行计时归位，并且处于关合。E点发生永久性故障时，B线的开关2，4、5、6号开关、3号开关与E点发生瞬时性短路故障相同。5s之后，开关2就会自动闭合，6、5号开关延迟数秒后会进行关闭，达到故障点之后，开关2会再次进行跳闸，6号失压、断开，而且4、5号会因为失电而断开，并且还会自动关闭电锁，可以将故障点进行有效的隔离，从而实现故障的自动定位，检修人员可以直接对故障的线段进行及时检修，不仅缩短了检修人员的检修时间，而且也提高了检修人员的工作效率。如果永久性的故障发生在G点，开关2在跳闸2次后，6号开关则断开，3号开关处于自动闭合状态，4、5号开关就会按照各个层级进行闭合，D、E、F段的线路就可以恢复正常供电。在10kV配网中，通过采用以上的故障自动定位和隔离方案，很大程度上缩短了某地区10kV配电网中对故障的查找时间，降低了检修人员的工作负担，而且还可以将线路故障后的停电范围逐渐缩小，使非故障地区可以在同一个阶段为人们正常供电，同时还可以确保供电的质量，以此来更好提高电网运行的效率。该系统方案的自动化水平虽然无法合理顺应配网自动化系统运行的效率，但是该系统结构非常简单，而且投资成本也非常低，运行维护的要求也比较低，无论是在乡镇还是偏远山区的10kV配电网中都可以得到合理化应用，并且还可以有效提高处理故障的速度，为偏远地区提供高质量的供电服务。
三、提高10kV配电线路故障自动定位与隔离技术的水平
3.1普及配电线路故障自动定位与隔离技术
目前，由于配电方面技术还存在一定的缺陷，再加上有些企业对配电故障并不够重视，目前配电线路故障自动定位与隔离技术并未得到普遍应用，这就为配电线路的安全和正常运行埋下了隐患。因此，我们应该想办法普及配电线路故障自动定位与隔离技术，让配电行业广泛应用该技术，使配电线路更加稳定安全。
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国家可以针对这两项技术的专业人才进行特殊培训，还可以鼓励企业输送相关人才进行统一培训。国家可以对培训进行一定程度的补贴，这样可以起到鼓励的效果。电力企业也要紧跟科技进步的步伐，多聘请在故障自动定位与隔离技术上造诣较深的技术人才，这样不仅可以最大限度保障企业配电线路的质量和安全性，还能给企业带来更好的口碑和更多的收入，能够起到事半功倍的效果。国家和企业还可以共同出资鼓励更多的相关技术人才出国进行交流和学习，学习国外在配电线路故障的自动定位与隔离技术上的先进技术，带到国内进行使用，这样做也更有利于这一技术的普及。国家还可以提供资金上的补贴，鼓励相关配电单位多配备配电线路故障自动定位与隔离技术的设备和技术人员，这样半强制性地对这一技术进行推广和普及的方式，也可以倒逼企业技术的发展。国家还可以加大对配电线路故障的自动定位与隔离技术的宣传力度，让更多的人和企业了解这一技术的优势和便利，把它与传统的配电故障维修技术进行比较，这样能够让更多的人心甘情愿地对技术进行升级和改善。
3.2科学建立故障自动定位系统及隔离系统
配电线路故障定位系统主要由子站、探头、中心站和主站构成。子站的作用主要是接收探头发射的故障信息调制的无线信号并进行解调，对解调后的信号进行解密计算并判断是否正确，将故障信息以短消息的方式发送给主站系统，定期报告子站运行状态以及对后备电源的充放电进行管理。而中心站的作用是通过GSM接收子站发送的故障信息，对收集信息进行分类处理，判断故障信息是否收集完全，对故障信息进行存盘和显示，向主站汇报故障信息和转发故障信息等。主站既可以实时监测配电网络状态与故障，并自动确认故障位置，便于电路的维护和事故抢修，又可以对配电网设施进行管理，便于设施信息的录入、查询和统计。通过以上四个结构建设成配电线路的自动定位系统。而配电线路的隔离系统的建设主要依靠线路分段进行故障区间的隔离和非故障区间的回复供电。在进行分段时，要根据具体情况考虑分段数量。可以聘请专业的技术人员，根据每个配电系统的不同状况，结合相关技术，有针对性建立自动定位与维修系统。这样能够避免由于照搬其他的系统自动定位与维修系统而导致的与不同配电系统不适配的情况，避免发生一些由于技术原因导致的不必要的状况。
3.3切实解决配电线路故障自动定位与隔离技术的缺陷
由于中国在配电线路故障自动定位与隔离技术上的水平还有限，相关技术人员的知识储备和能力也不够强，因此，中国的配电线路故障自动定位与隔离技术还存在很多的缺陷。这就导致有些企业尽管应用了配电线路故障自动定位与隔离技术，但使用效果却不能令人满意，很多对故障的定位存在一定的偏差，定位速度也比较慢，对故障位置的隔离也并不准确。所以，需要进一步弥补技术上的缺陷。可以加大对该技术研究的投资力度，鼓励更多的人对配电线路故障自动定位与隔离技术进行研究，这样能够更好解决技术上的缺陷。除此之外，在实际使用过程中，相关技术人员要不断地发现并总结配电线路故障自动定位与隔离技术的缺陷。在总结之后，对于一般的简单问题和缺陷，可以应用自己的知识和自身能力进行解决和弥补，对于自身难以解决的问题，也可以通过反馈的形式，生成缺陷报告，为该技术的研究人员提供宝贵的经验。让相关研究人员进行研究，解决问题，借助相关研究人员的力量解决相关技术缺陷。当出现正常手段难以解决的问题和缺陷时，可以通过加大研究力度的方式对其进行解决，要加大研究力度，一方面要加大对研究上的投入，无论是资金投入还是设备投入；另一方面要聘请更加专业、研究能力更强的研究人才进行科研和设计，最大程度减少配电线路故障自动定位与隔离技术的缺陷，弥补不足。
3.4对配电线路故障自动定位与隔离技术进行创新
科学技术总是不断地更新和发展，如果总是停留在原地，那么就是技术的退步和落后。配电线路故障自动定位与隔离技术也是同样的道理。我们不能总是停留在原有的水平，要不断地对配电线路故障自动定位与隔离技术进行创新。只有创新出更好的、更准确的、更高效的自动定位与隔离技术，才能使中国的电力运输事业发展越来越快。通过创新，能够显著减轻配电线路巡线人员劳动强度、极大缩短查找故障的时间。故障自动隔离系统具有简单可靠的系统结构。通过创新，可以让故障定位更迅速、更准确，还可以让故障位置的隔离更彻底，对非故障位置正常工作的影响降到最低。因此，在日后的工作中，应该对10kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离技术进行持续创新，这样才有助于将配电线路造成的损失降至最低，实现最快的故障解决速度和最佳的故障解决效果。
通过多种方法对配电线路故障自动定位与隔离技术进行创新，培养有创新思维的专业技术人员，让他们在一起多沟通，交换自己的思想和观念，这样就可能集中他们每个人的优势，创新出更好的配电线路故障自动定位与隔离技术。国家和企业还可以通过资金奖励的方式鼓励创新思维。可以按照每个创新成果的贡献程度对每个人给予资金奖励，对他们的贡献程度进行评估。对于创新贡献高的人才，给予更多的奖励和福利，这样能够很好地调动人才的创新积极性，提高他们的竞争意识，能够促进更多好的创意的诞生。企业还可以建立固定的评估机制，定期评估每个研究人员的创新贡献以及创新能力，对于创新上评估分数较低的人可以采用定期淘汰制度，提升大家的危机意识，这样可以让大家更好地提高自己的业务能力。
结束语
通过对配电线路故障的自动定位与隔离技术的研究，加深对这两项技术的了解，再通过普及配电线路故障自动定位与隔离技术，科学地建立故障自动定位系统及隔离系统，切实解决配电线路故障自动定位与隔离技术的缺陷以及对配电线路故障自动定位与隔离技术进行创新等方式，让配电线路故障自动定位与隔离技术更加的完善和成熟。这样也能让中国的配电系统更加安全可靠和稳定，使人们更放心使用电力，减少由于停电而造成的损失。这样也能让人们的幸福感得到普遍的提升，方便人们的日常生产和生活。
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论文作者:黄宇瀚
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
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